快速充電允許鋰離子電池保護(hù)元件化敵為友

鋰離子電池是目前能量密度非常高且非常輕的電池，但由于其化學(xué)特性非常活潑，所以其自身由于要進(jìn)行安全維護(hù)，并新增了充放電維護(hù)電路。充放電維護(hù)電路關(guān)鍵部件Mosfet也有一定比例的短路失效，假如鋰離子電池產(chǎn)量不大，那么這種效果就不會(huì)體現(xiàn)出來(lái)。然而，鋰離子電池的需求是巨大的，2014年全球小型鋰離子電池的出貨量達(dá)到56億塊。如此大的運(yùn)輸量，即使1ppm的概率風(fēng)險(xiǎn)，平均每年也有5600起危險(xiǎn)事件。所以除了主電路的維護(hù)外，還新增了二次維護(hù)，進(jìn)一步降低了風(fēng)險(xiǎn)。在二次保養(yǎng)的元件中，一般只有一個(gè)元件，有用的一次斷線(xiàn)安全，也有用的PTC，還有多種元件如溫控安全的導(dǎo)線(xiàn)。有了PTC就不要使用fuse，有了fuse就不要使用PTC，維護(hù)設(shè)備之間相互競(jìng)爭(zhēng)，就像不同的等位基因競(jìng)爭(zhēng)染色體上相同的位置相同。但是，由于維護(hù)組件不是整體的贏家，所以組成多種組件共存的情況下，滿(mǎn)足不同的應(yīng)用需求。

然而，隨著智能手機(jī)的迅速普及和手機(jī)電池容量的不斷新增，對(duì)快速充電的需求越來(lái)越大。目前有OPPOVooc規(guī)范、qualcomm的QC2.0規(guī)范、MTK的PumpExpressPlus規(guī)范等多種規(guī)格。在快速充電的情況下，前30分鐘電流會(huì)非常大，達(dá)到3A左右。

在前30分鐘快速充電的大電流沖擊下，伴隨著熱量和溫度的升高，將改變鋰離子電池二次維修組件的競(jìng)爭(zhēng)態(tài)勢(shì)，而不是合作模式:PTC+fuse形成一次維修組合。

第一，PTC+保險(xiǎn)絲具有溫度互補(bǔ)和過(guò)流維護(hù)功能。PTC具有溫度維持功能，但由于降溫比較高，所以選擇標(biāo)準(zhǔn)較大，相對(duì)過(guò)流維持能力較弱，PTC動(dòng)作速度較慢。熔斷器對(duì)溫度不敏感，不能進(jìn)行溫度維護(hù)，但是溫度降低率也很低，所以可以選擇更小的電流標(biāo)準(zhǔn)，與過(guò)電流維護(hù)能力相比，移動(dòng)速度更快。

其次，PTC+fuse將是一個(gè)通過(guò)UL2054的低成本加工方法。在高電流充電的情況下，UL2054很難在單個(gè)元件上通過(guò)完整的測(cè)試，因?yàn)槊總€(gè)元件都有各自的優(yōu)缺點(diǎn)。一是常用的PTC。由于充電電流非常大，為了保證在快速充電和溫升高的情況下不移動(dòng)，選擇的標(biāo)準(zhǔn)必須是12066A/7A。選擇這么大的標(biāo)準(zhǔn)會(huì)讓鋰離子電池很難通過(guò)UL2054的LPS測(cè)試，因?yàn)楹茈y將60秒內(nèi)的電流限制在8A以下。二是常用的保險(xiǎn)絲。最大的優(yōu)點(diǎn)是溫度不敏感，選擇5a標(biāo)準(zhǔn)，=5a標(biāo)準(zhǔn)的安全線(xiàn)桿有利于鋰離子電池經(jīng)過(guò)UL2054LPS測(cè)試;但由于溫度不敏感，不具備維護(hù)功能，所以很難在UL20546v/1c和v2c過(guò)量灌裝后進(jìn)行測(cè)試。三是三端錯(cuò)邊絲，雖然能保持處理后的溫度，但由于目前標(biāo)準(zhǔn)較大，最高可達(dá)10a/12a，也不能進(jìn)行LPS測(cè)試;而且首都很高。四是部分廠(chǎng)家選擇雙IC方法，效果較好，但成本相對(duì)較高。若采用PTC與熔斷器相結(jié)合，首先對(duì)溫度不敏感的5A型熔斷器可以輕松通過(guò)LPS、短路等測(cè)試項(xiàng)目，其次12066a/7A型PTC可以輕松通過(guò)6V/1C、6V2C過(guò)充等測(cè)試項(xiàng)目。

最后，PTC+fuse的維護(hù)計(jì)劃將比單個(gè)組件更安全。將兩個(gè)組件結(jié)合在一起，相當(dāng)于在二次維護(hù)的基礎(chǔ)上新增了一次維護(hù)，為鋰離子電池的安全性新增了一層保障，大大降低了風(fēng)險(xiǎn)因素。